TALLER 51.Calor Especifico

TALLER 51 Resolver los siguientes problemas: 1º Hallar la capacidad de un cuerpo que cede 1080 cal, cuando su temperatura baja de 48 ºC a 16 ºC. C=

Q 1080 cal = ∆t 48 º C − 16 º C cal ºC

C = 33 .75

2º ¿Qué variación de temperatura experimenta un cuerpo de capacidad calórica 54 cal/ºC, cuando absorbe 1000 cal? C=

Q Q 1000 cal ⇒ ∆t = = cal ∆t C 54 ºC

∆ t = 1 8 .5 2

ºC

3º Una lámina de estaño de 520 g se calienta pasando su temperatura de 16.5 ºC a 38.3 ºC. ¿Qué cantidad de calor se debió suministrar?  cal  Q = cm ∆t =  0.055 gº C  ( 520 g)( 38 .3 º C −16 .5 º C)  

Q = 623.48 cal 4º Un vidrio de 120 g aumentó su temperatura en 0.8 ºC. ¿Qué cantidad de calor absorbió del ambiente?  cal  Q = cm ∆t =  0.199 gº C  (120 g)( 0.8 º C )  

Q = 19.10 cal 5º Una bala de plomo de 64 g absorbe 380 cal por el rozamiento con un bloque de madera donde penetra. ¿En cuánto aumentó la temperatura la bala? Q = cm ∆t ⇒ ∆t =

∆ t = 1 9 1

.5 3

ºC

Q 380 cal = cm  cal   0.031 ( 64 g) gº C  

6º Un pedazo de plomo de 250 g se calienta a 112 ºC y se echa en 500 g de agua inicialmente a 18 ºC. Despreciando la capacidad calórica del recipiente, ¿cuál es la temperatura final del plomo y agua? Plomo (1)

Agua (2)

m1 = 250 g t1 = 112 ºC

m2 = 500 g t2 = 18 ºC

t= ? –Qp = Qg − m1c 1∆t 1 = m 2 c 2 ∆t 2 − m1c 1 ( t − t 1 ) = m 2 c 2 ( t − t 2 ) − m1c 1t + m1c 1t 1 = m 2 c 2 t − m 2 c 2 t 2 m1c 1t 1 + m 2 c 2 t 2 = m1c 1t + m 2 c 2 t m1c 1t 1 + m 2 c 2 t 2 = t( m1c 1 + m 2 c 2 ) m c t + m 2 c 2 t 2 ( 250 )( 0.031)(112 ) + ( 500 )(1)(18 ) t= 1 11 = m1c 1 + m 2 c 2 ( 250 )( 0.031) + ( 500 )(1) t = 19.43 ºC 7º Un recipiente de aluminio de 450 g de masa contiene 120 g de agua a la temperatura de 16 ºC. Se deja caer dentro del recipiente un bloque de hierro de 220 g a la temperatura de 84 ºC. Calcular la temperatura final del sistema. Bloque de hierro (1)

m1 = 220 g t1 = 84 ºC

Agua (2)

m2 = 120 g t2 = 16 ºC

Recipiente de Aluminio (3)

m3 = 450 g t3 = 16 ºC

t=? –Qp = Qg − m1c 1∆t 1 = m 2 c 2 ∆t 2 + m 3 c 3 ∆t 3

− m1c 1 ( t − t 1 ) = m 2 c 2 ( t − t 2 ) + m 3 c 3 ( t − t 3 ) − m1c 1t + m1c 1t 1 = m 2 c 2 t − m 2 c 2 t 2 + m 3 c 3 t − m 3 c 3 t 3 m1c 1t 1 + m 2 c 2 t 2 + m 3 c 3 t 3 = m1c 1t + m 2 c 2 t + m 3 c 3 t

m1c 1t 1 + m 2 c 2 t 2 + m 3 c 3 t 3 = t ( m1c 1 + m 2 c 2 + m 3 c 3 ) t=

m1c 1t 1 + m 2 c 2 t 2 + m 3 c 3 t 3 ( 220 )( 0.115 )( 84 ) + (120 )(1)(16 ) + ( 450 )( 0.212 )(16 ) = ( 220 )( 0.115 ) + (120 )(1) + ( 450 )( 0.212 ) m1c 1 + m 2 c 2 + m 3 c 3

t = 23.25 ºC 8º En un recipiente de hierro de 40 g que contiene 180 g de agua a 15 ºC se agregan 70 g de perdigones de hierro a 110 ºC. Hallar la temperatura resultante.

Perdigones de hierro (1)

m1 = 70 g t1 = 110 ºC

Agua (2)

m2 = 180 g t2 = 15 ºC

Recipiente de Hierro (3)

m3 = 40 g t3 = 15 ºC

t=? t=

m1c 1t 1 + m 2 c 2 t 2 + m 3 c 3 t 3 ( 70 )( 0.115 )(110 ) + (180 )(1)(15 ) + ( 40 )( 0.115 )(15 ) = ( 70 )( 0.115 ) + (180 )(1) + ( 40 )( 0.115 ) m1c 1 + m 2 c 2 + m 3 c 3

t = 18.97 ºC 9º Cuando 2 kg de latón a 100 ºC se introducen en 5 kg de agua a 1.67 ºC, la temperatura de equilibrio es 5.11 ºC. Hallar el calor específico del latón. Latón (1) m1 = 2 kg t1 = 100 ºC c1 = ?

Agua (2) m2 = 5 kg t2 = 1.67 ºC t = 5.11 ºC

–Qp = Qg

− m1c 1∆t 1 = m 2 c 2 ∆t 2

− m1c 1 ( t − t 1 ) = m 2 c 2 ( t − t 2 )

c1 =

m 2 c 2 ( t − t 2 ) ( 5 )(1)( 5.11− 1.67) = − m1 ( t − t 1 ) − 2( 5.11− 100)

c1 = 0.091 cal/gºC 10º Una pieza de fundición de 40 kg con c = 0.212 cal/gºC se enfría desde 600 ºC hasta 80 ºC colocándola en agua cuya temperatura inicial era de 12 ºC. ¿Cuánta agua se ha empleado? Pieza de fundición (1) m1 = 40 kg t1 = 600 ºC m1 = 0.212 cal/gºC t = 80 ºC –Qp = Qg − m1c 1∆t 1 = m 2 c 2 ∆t 2 − m1c 1∆t 1 − ( 40 )( 0.212 )( 80 − 600 ) m2 = = c 2 ∆t 2 1( 80 − 12 ) m2 = 64.85 kg

Agua (2) m2 = ? t2 = 12 ºC

11º Un pedazo de hielo a –15 ºC y masa 25 g (250 g????) se deja caer en un calorímetro de 30 g de calor específico 840 J/kgºC que contiene 90 g de agua a 35 ºC. La temperatura final de equilibrio resulta ser 6.5 ºC. ¿Cuál es el calor específico del hielo? Hielo (1)

m1 = 25 g t1 = –15 ºC c1 = ?

Agua (2)

m2 = 90 g t2 = 35 ºC

Calorímetro (3)

m3 = 30 g c3 = 840 J/kgºC = 0.201 cal/gºC t3 = 15 ºC

t = 6.5 ºC –Qp = Qg − m 2 c 2 ∆t 2 − m 3 c 3 ∆t 3 = m1c 1∆t 1 c1 =

− m 2 c 2 ∆t 2 − m 3 c 3 ∆t 3 − ( 90 )(1)( − 28 .5 ) − ( 30 )( 0.201)( − 8.5 ) = m1∆t 1 ( 25 )( 21 .5 )

c 1 = 4.867

cal gº C